The Netherlands is unable to meet its energy demand using domestically grown biomass – there is simply not enough land available.

source: http://www.pbl.nl/sites/default/files/cms/afbeeldingen/018i_ovg12.pdf

Link, Dutch only..

http://www.stowa.nl/Nieuws___Agenda/Nieuws/Handreiking_Thermische_energie_uit_oppervlaktewater_verschenen

http://themasites.pbl.nl/energietransitie/
(Dutch)
This is where the reading started for me ;-)

De Nuna 9 van de TU Delft, die morgen start in de World Solar Challenge, is de kleinste zonne-auto ooit. Het zonnepaneel meet slechts 2,64 m².Illustratie: Studio FD

In het echt is hij kleiner dan gedacht: de Nuna 9 zonneauto die door een team studenten van de TU Delft is gemaakt en deze week meedoet aan de prestigieuze zonnerace in Australië. Met een zonnepaneel van in totaal 2,64 vierkante meter is het de kleinste zonne-auto ooit gebouwd door het team studenten. In een grote hal op het terrein van de universiteit in Delft leggen de teamleden de laatste hand aan de auto, voordat hij wordt verscheept naar Australië. Daar doet de Nuna 9 vanaf zondag 8 oktober mee aan de tweejaarlijkse Bridgestone World Solar Challenge.

De grootste zichtbare verandering aan de auto, zo legt de 21-jarige chief engineer Marten Arthers uit, is het verdwijnen van de overhangende neus die alle voorgaande Nuna’s tot nu toe hadden. ‘Dat is het gevolg van veranderde reglementen. Net als in de Formule 1 worden de regels elk seizoen aangepast en eens in de vier jaar vindt een grote verandering plaats: dat is dit jaar het geval. Het totaal toegestane oppervlak aan zonnecellen is voor de komende race teruggebracht met een derde vergeleken met 2015.'

Een eeuw elektrisch rijden

Rond 1900 waren veel -auto’s elektrisch, maar de energiedichtheid van oplaadbare batterijen was toen 80 tot 300 keer zo klein als die van benzine en diesel, waardoor de brandstofmotor het won.

Een elektromotor is efficiënt bij wisselende toerentallen, maar leent zich minder voor de snelweg. De Toyota Prius is bijna zuiniger dan het kleinste stadsautootje, maar ziet eruit als een middenklasser.

Op 26 maart 2009 onthulde Tesla Motors het Model S, een prototype van een elektrische sportsedan. De basisversie in 2012 had een actieradius van 300 kilometer, maar de huidige uitvoeringen hebben een bereik variërend van 420 kilometer tot 613 kilometer.

Door de nieuwe regels is er een grotere verscheidenheid aan ontwerpen ontstaan en is het volgens Arthers moeilijker in te schatten welke wagen zondag het hardste zal gaan.

De compacte Delftse zonne-auto is typerend voor de innovatieve kracht van de zonne-energiesector. Niet alleen werkt het team in Delft nauw samen met DSM voor de ontwikkeling van een speciale coating die zonnecellen nog efficiënter moet maken, ook aan het basismateriaal van de cellen wordt hard geïnnoveerd. ‘Dit jaar hebben we gekozen voor cellen van gallium-arsenide in plaats van silicium’, vertelt Arthers. Het levert als het goed betere rendementen op en dus meer vermogen voor de Nuna 9. Uiteindelijk bepalen echter ook de aerodynamica van de auto en de rolweerstand de prestatie van de auto.

Vanwege de hoge kostprijs wordt gallium nu alleen nog gebruikt voor niche-toepassingen zoals de Delftse zonneauto en de ruimtevaart, maar in de toekomst kan dit breder worden toegepast. Zo kondigde autofabrikant Audi in augustus aan samen te gaan werken met het Chinese Hanergy, dat ook zonnecellen op basis van gallium-arsenide maakt. De bedoeling is om de zonnecellen in het dak te integreren, waarmee voldoende elektriciteit kan worden opgewekt voor bijvoorbeeld de airconditioning en andere elektrische apparaten in de auto. Op langere termijn zouden de panelen ook motorkracht moeten kunnen geven.

Lightyear, de start-up die is voortgekomen uit het solarteam van de TU Eindhoven, denkt nog verder en is bezig met de ontwikkeling van de eerste volledig elektrische consumentenauto op zonne-energie. In Japan hebben wetenschappers een nieuw type superdunne zonnecel ontwikkeld die op termijn in kleding kan worden gewoven. Daarmee wordt in de toekomst wellicht mogelijk om bijvoorbeeld draagbare medische sensoren en apparatuur die ook in kleding van worden verwerkt van stroom te voorzien.

Multi-gigawatt-markt

De toepassingen laten zien dat zonne-energie het embryonale stadium is ontgroeid. Waar de focus de afgelopen jaren vooral lag op het efficiënter maken van de cellen, draait het nu steeds meer om wat je met die cellen en panelen kunt doen. ‘De afgelopen twintig, dertig jaar zijn de rendementen van de zonnepanelen sterk verbeterd en de kosten hard omlaag gegaan’, zegt Wim Sinke, hoogleraar Photovoltaic Energy Conversion aan de Universiteit van Amsterdam en werkzaam bij energieonderzoekscentrum ECN. ‘Dat heeft het mogelijk gemaakt om nu ook te kijken naar nieuwe toepassingen en na te denken over de ethische aspecten en de recyclebaarheid van de panelen.’

Volgens Sinke staan we aan het begin van een grootschalige uitrol van zonne-energie. Niet alleen in de vorm van grote zonneweides, maar ook meer geïntegreerd in bestaande en nieuwe infrastructuur en de gebouwde omgeving. ‘De sterke daling van de kosten in de afgelopen jaren is mede mogelijk gemaakt door veel van hetzelfde te maken. Maar nu gaat er veel meer differentiatie ontstaan in de producten die met zonnecellen worden gemaakt. De niche van gisteren is de multi-gigawatt-markt van morgen’, aldus Sinke.

Illustartie: Studio FD

‘Over tien jaar zal de integratie van zonnecellen in de gebouwde omgeving standaard zijn. Er gaat een enorm aanbod ontstaan van zonnepanelen die in de gevel of op het dak kunnen worden geplaatst, en die passen bij de plek qua maatvoering, textuur en kleur.’ Dus we zien dan niet alleen de standaard blauw-zwarte panelen op daken, maar panelen in kleuren of patronen die passen bij het gebouw, of de plaats waar ze worden gebruikt. Ze kunnen zelfs lijken op dakpannen of een gemetseld muurtje als dat gewenst is. Die trend is onomkeerbaar. ‘Want als je echt groot zonnepanelen gaat installeren, dan wordt het ethische aspect heel belangrijk voor het maatschappelijke draagvlak voor zonne-energie’, zegt Sinke.

• Wim Sinke, hoogleraar Photovoltaic Energy Conversion aan de VU

Omdat elk huis en elk gebouw anders is, en dus een ander paneel vereist, is er veel flexibiliteit nodig in de productie van zonnecellen. ‘En technisch is dat ook niet zo makkelijk’, aldus Sinke. Om de ontwikkeling te versnellen, zou er volgens Sinke een 'politieke stip op de horizon' moeten worden gezet vanuit de overheid. ‘Het zou goed zijn als de overheid doelstellingen formuleert voor de bijdrage die zonne-energie in de toekomst aan onze energiehuishouding moet gaan leveren. Het wordt dan ook makkelijker om investeerders te vinden.’

World Solar Challenge

De World Solar Challenge is een tweejaarlijkse wedstrijd voor auto’s die rijden op zonne-energie. De race loopt dwars door Australië over een afstand van 3022 km. De start is in Darwin en de finish ligt in Adelaide. De Nuna 8 won in 2015 in 37 uur en 56 minuten: dat is een gemiddelde snelheid van 91,75 km p/u.

De Nederlandse industrie heeft in het verleden wat moeizame ervaringen gehad met zonne-energie. Solland Solar, een ambitieus project voor een grote zonnecellenfabriek in Limburg, faalde jammerlijk. Maar het tij lijkt nu ten gunste gekeerd. ‘Een heel goed signaal, noemt Sinke de recente aankondigingen over de vestiging van nieuwe productiefaciliteiten in Nederland.

De jarenlange overcapaciteit in met name China heeft tot een zeer snelle prijsdaling geleid en tot faillissementen. ‘Ook in China zijn hele vele fabrieken failliet gegaan’, zegt Sinke. ‘Maar langzamerhand komt er weer balans tussen aan de ene kant de productiecapaciteit en aan de ander kant de vraag vanuit de markt.’ Dat leidt tot een gezonder ondernemersklimaat, waar ook Nederland van kan profiteren. ‘Het biedt kansen.’

Drijvende zonneparken

Bij ECN kijken ze nog steeds naar het verbeteren van de cellen en panelen, waarbij wordt geëxperimenteerd met nieuwe materialen en combinaties van materialen. Maar er wordt ook onderzoek gedaan naar drijvende zonneparken. Zo is er dit jaar een testpark in een groot baggerdepot op de Rotterdamse Maasvlakte gecreëerd. Het is een van de projecten van het ‘Nationaal consortium zon op water’, waarbij dertig bedrijven, kennisinstellingen en overheden zijn aangesloten die de drijvende installaties van zonnepanelen willen ontwikkelen. De ambitie is om het grootse drijvende zonnepark van Europa te ontwikkelen en over zes jaar 2000 hectare aan drijvende zonnepanelen in Nederland te hebben geïnstalleerd. Dat staat gelijk aan een oppervlakte van twintig vierkante kilometer.

Op termijn kunnen ook op de Noordzee drijvende zonneparken ontstaan. Sinke benadrukt dat het potentieel enorm is, maar de uitdagingen ook. 'We moeten het daarom stapsgewijs aanpakken. Zonneparken ver weg op zee kunnen nu nog niet uit en de technieken moeten nog bewezen worden. Combinaties met windenergie liggen daarbij voor de hand om de totale kosten te beperken. Vooral de weersbestendigheid is een grote uitdaging. Die systemen moeten structureel windkracht 10 of zelfs 11 kunnen weerstaan. Dat vraagt nogal wat.'

• Marten Arthers, chief engineer van de Nuna 9 van TU Delft

In China is inmiddels het eerste grote solar-park op water operationeel. Eerder dit jaar opende in de stad Huainan ’s werelds grootste drijvende zonnepark. De panelen van de Chinese ontwikkelaar Sungrow Power Supply hebben een capaciteit van 40 megawatt.

Als de Nuna 9 op zondag in Darwin begint aan het verdedigen van haar titel - de TU Delft werd de afgelopen acht keer zesmaal wereldkampioen - zal duidelijk worden of de in Nederland ontwikkelde technologie opnieuw de beste is.

Maar uiteindelijk is de technologie maar één van de succesfactoren voor de zonne-race. Samenwerken is minstens zo belangrijk. Toen het Japanse team, een van de grootste concurrenten van Delft, in een vorige editie een lekke band kreeg en een van de leiders afwezig was, wist het team niet meer wat ze moesten doen en ‘renden ze als een kip zonder kop rond en verloren ze minuten’, vertelt chief engineer Marten Arthers. ‘Dat maakte uiteindelijk het verschil.’

Drijvende zonneparken 50% rendabeler

In het baggerdepot Slufter Maasvlakte vindt op dit moment een grote test plaats voor de ontwikkeling van drijvende zonneparken. De bedrijven Sunfloat, Wattco, Sunprojects en Texel4trading testen hier diverse ontwerpen.

Drijvende zonneparken zijn volgens het ministerie van Economische Zaken (EZ) ‘van belang om grootschalige toepassing op water te benutten’ om aan de doelstelling van 16% duurzame energie in 2023 te voldoen. Zeker in een klein dichtbevolkt land als Nederland is het benutten van wateroppervlak een aantrekkelijke optie.

Potentieel is zonne-energie op water volgens EZ goedkoper dan zonne-energie op land, vanwege de lagere managementkosten, een hogere kilowattuur-opbrengst en de mogelijkheid om grotere parken aan te leggen dan op land.

Ook biedt zon op water technische voordelen. Zo zorgt de weerkaatsing en de verkoelende werking van het water op de panelen ervoor dat drijvende tweezijdige zonnepanelen in totaal tot wel rond de 50% rendabeler zijn dan op het dak geïnstalleerde panelen, zo schrijft Sunfloat op zijn website.

Het testen vinden plaats onder auspiciën van Het Nationaal Consortium Zon op Water, waar een groot aantal partijen bij betrokken is, waaronder instellingen als ECN, TNO en KNMI, energiebedrijf Eneco, netwerkbedrijven Alliander, Enexis en Stedin, zeven waterschappen en vier drinkwaterbedrijven. Het project wordt uitgevoerd met Topsector Energiesubsidie van EZ.

Japen: zonne-kleding voor hartpatiënt

In Japan hebben onderzoekers verbonden aan het RIKEN Center for Emergent Matter Science waterdichte zonnecellen ontwikkeld die in kleding kunnen worden verwerkt. Daarmee komen nieuwe toepassingen binnen handbereik zoals gezondheidssensoren die in kleding kunnen worden verwerkt en bijvoorbeeld ook het hart van een patiënt in de gaten kunnen houden, of de lichaamstemperatuur.

De cellen zijn gemaakt van het materiaal PNTz4T, dat de onderzoekers voor een ander project hadden ontwikkeld. Door hier een flinterdun beschermlaagje over te leggen worden de cellen beschermd tegen vuil, zuurstof en water. ‘Onze zonnecellen kunnen heel gemakkelijk op kleren worden bevestigd’, aldus Kenjiro Fukuda van RIKEN. ‘Onze wasbare, lichtgewicht en rekbare zonnecellen zullen een nieuwe weg openen voor gebruik als langdurige stroomsysteem voor draagbare, elektronische textiel en andere sensoren voor het Internet of Things in de toekomst.’

Nederlands zonnewegdek wekt stroom op

Nederland is pionier op het gebied van de zonneweg. Zo heeft SolaRoad een wegdek ontwikkeld waar je niet alleen overheen kunt rijden, maar dat ook duurzame energie produceert. SolaRoad is een samenwerkingsverband van TNO, Strukton Civiel, de provincie Noord-Holland en Dynniq. Inmiddels wordt het systeem al toegepast.

https://fd.nl/morgen/1220900/zonne-energie-gaat-naar-next-level